(57)【要約】  複数のパワースイッチング素子を備える回路の短絡保護方法であって、前記パワースイッチング素子の短絡を検知する検知手段によって一のパワースイッチング素子の短絡が検知された場合に、前記一のパワースイッチング素子の短絡による短絡電流が通電される他のパワースイッチング素子のゲートを遮断する遮断工程を実行し、さらに、この遮断工程を実行している間に、前記他のパワースイッチング素子のゲート抵抗の抵抗値を変更する。
2011129263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパワースイッチング素子を備える回路の短絡保護方法であって、
前記パワースイッチング素子の短絡を検知する検知手段によって一のパワースイッチング素子の短絡が検知された場合に、
前記一のパワースイッチング素子の短絡による短絡電流が通電される他のパワースイッチング素子のゲートを遮断する遮断工程を実行し;
この遮断工程を実行している間に、前記他のパワースイッチング素子のゲート抵抗の抵抗値を変更する;
ことを特徴とする短絡保護方法。
【請求項２】
前記短絡電流が流れる前記他のパワースイッチング素子の端子間電圧を検知して、前記遮断工程を実行している間に前記他のパワースイッチング素子の端子間電圧が予め設定された所定の切換電圧に達した場合に、
前記ゲート抵抗の抵抗値を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の短絡保護方法。
【請求項３】
前記他のパワースイッチング素子の温度を検知して、前記遮断工程を実行している間に前記他のパワースイッチング素子の温度が予め設定された所定の温度に達した場合に、
前記ゲート抵抗の抵抗値を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の短絡保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パワースイッチング素子などの短絡保護方法に関するものである。
本願は、２０１０年４月１４日に、日本に出願された特願２０１０−０９３５３０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車両等のモータ駆動により走行する車両にあっては、パワースイッチング素子をブリッジ接続したインバータを用いてモータ制御を行っている。例えばインバータの上アームと下アームとの何れか一方のパワースイッチング素子が短絡故障してしまった場合には、大きな短絡電流が流れないように上アームと下アームとのうち短絡故障していない方のパワースイッチング素子のゲートを遮断する制御を行う短絡保護方法が知られている。【０００３】
一般に、パワースイッチング素子の応答時間が短い場合、電流変化（ｄｉ／ｄｔ）が大きくなるため、この電流変化に応じて異常電圧（サージ電圧）が大きくなる。これを抑制するために、パワースイッチング素子やパワースイッチング素子を保護するスナバ回路が設けられる。しかし、スナバ回路の耐圧を上げるためには、使用する素子も大型になるのでインバータが大型になる。これに対して、高抵抗のゲート抵抗を設けて遮断時の電流変化を緩やかに（小さく）して異常電圧を抑制する方法が考えられる。この場合、通常時のスイッチング動作の応答時間が遅くなってしまう。そこで近年、スイッチング素子の短絡などの異常時にゲート抵抗を高抵抗に切り換えてゲートを遮断するいわゆるソフト遮断を行うことで、ゲート遮断時の電流変化を緩やかにして異常電圧が過大になるのを抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−０９０９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の短絡保護方法のように、ゲート抵抗を高抵抗とするいわゆるソフト遮断を用いる場合、図６に実線で示すように、パワースイッチング素子のコレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流の変化が緩やかになり、異常なコレクタ電圧の上昇（サージ電圧）を抑制することができる。しかし、この場合パワースイッチング素子に通電されるコレクタ電流の通電時間が長くなるため短絡電流によりパワースイッチング素子が過熱されることがあり、発熱に強いより大型のパワースイッチング素子を利用する必要がある。なお、図６中、破線は低抵抗のゲート抵抗を用いた通常のゲート遮断（通常遮断）を行う場合のコレクタ電流およびゲート電圧をそれぞれ示している。【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、パワースイッチング素子等を大型化すること無しにゲートを遮断することが可能な短絡保護方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は以下を採用した。
（１）本発明の一様態は、複数のパワースイッチング素子を備える回路の短絡保護方法であって、前記パワースイッチング素子の短絡を検知する検知手段によって一のパワースイッチング素子の短絡が検知された場合に、前記一のパワースイッチング素子の短絡による短絡電流が通電される他のパワースイッチング素子のゲートを遮断する遮断工程を実行し;この遮断工程を実行している間に、前記他のパワースイッチング素子のゲート抵抗の抵抗値を変更する。【０００８】
（２）上記（１）に記載の回路の短絡保護方法では、前記短絡電流が流れる前記他のパワースイッチング素子の端子間電圧を検知して、前記遮断工程を実行している間に前記他のパワースイッチング素子の端子間電圧が予め設定された所定の切換電圧に達した場合に、前記ゲート抵抗の抵抗値を変更するようにしてもよい。【０００９】
（３）上記（１）に記載の回路の短絡保護方法では、前記他のパワースイッチング素子の温度を検知して、前記遮断工程を実行している間に前記他のパワースイッチング素子の温度が予め設定された所定の温度に達した場合に、前記ゲート抵抗の抵抗値を変更するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）に記載の様態によれば、一のパワースイッチング素子の短絡が検知されて、短絡していない他のパワースイッチング素子に印加されるサージ電圧が高くなる場合には、遮断工程が行われる場合に、短絡していない方のパワースイッチング素子のゲート抵抗の抵抗値をサージ電圧が抑制される方向に変更して過電圧が印加されるのを防止することができる。これは、ゲートの遮断工程の開始から終了の間を一つの低抵抗値によってサージ電圧を抑制する場合よりも、パワースイッチング素子の発熱を抑制することができる。したがって、電流耐量や耐圧を小さくすることができるため、パワースイッチング素子等を大型化すること無しに、簡単な回路構成で速やかにゲートを遮断することができる効果がある。【００１１】
上記（２）に記載の一様態によれば、上記（１）の効果に加え、他のパワースイッチング素子の端子間電圧を検知して、この端子間電圧が所定の切換電圧に達した場合に、例えば、他のパワースイッチング素子のゲート抵抗を低抵抗値からサージ電圧が高い場合に用いる高抵抗値へと変更して電流の変化を抑制することで、端子間に過電圧が印加されることを抑制することができる。さらに、遮断工程の開始から終了の間に一つの高抵抗値を用いる場合と比較して、パワースイッチング素子の発熱が過大になるのを抑制することができる。
したがって、パワースイッチング素子等を大型化すること無しに、簡単な回路構成で速やかにゲートを遮断することができる効果がある。【００１２】
上記（３）に記載の様態によれば、上記（１）の効果に加え、他のパワースイッチング素子の温度を検知して、この温度が所定の切換温度に達した場合に、例えば、ゲート抵抗をパワースイッチング素子の発熱が大きい場合に適用できる低抵抗値へと変更して発熱を抑制することができる。さらに、遮断工程の開始から終了までの間に一つの低抵抗値を用いる場合と比較して、他のパワースイッチング素子に過電圧が印加されるのを防止することができる。したがって、パワースイッチング素子等が大型化すること無しに、簡単な回路構成で速やかにゲートを遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態におけるモータ制御回路を示す回路図である。
【図２】同実施形態におけるゲート駆動回路を示す回路図である。
【図３】同実施形態におけるパワースイッチング素子のゲート電圧毎のコレクタ電圧に対するコレクタ電流の変化を示すグラフである。
【図４】同パワースイッチング素子におけるゲート遮断時のコレクタ電圧、コレクタ電流、ゲート電圧、および、ゲート抵抗を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるパワースイッチング素子におけるゲート遮断時のコレクタ電圧、コレクタ電流、ゲート電圧、および、ゲート抵抗を示す図である。
【図６】従来方法におけるパワースイッチング素子におけるゲート遮断時のコレクタ電圧、コレクタ電流、ゲート電圧、および、ゲート抵抗を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、この発明の一実施形態における短絡保護方法について図面を参照しながら説明する。図１は、ハイブリッド自動車等の車両に内燃機関と共に駆動源として搭載されたモータジェネレータ２を制御するモータ制御回路１を示している。モータジェネレータ２は、例えば３相のブラシレスＤＣモータでもよい。そのＤＣモータは、界磁に利用する永久磁石を有する回転子（不図示）と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する３相の各コイルが巻回された固定子とを備えている（不図示）。モータジェネレータ２には、インバータ回路３が接続されている。インバータ回路３には、直流電源として高圧バッテリ４が接続され、この高圧バッテリ４とインバータ回路３との間には平滑コンデンサ５が並列接続されている。
【００１５】
インバータ回路３は、高圧バッテリ４の直流電力をパルス幅変調（ＰＷＭ）等によりモータジェネレータ２の各コイルへの通電を行ういわゆるＰＷＭインバータである。このインバータ回路３には、Ｕ相アーム６ｕ、Ｖ相アーム６ｖ、および、Ｗ相アーム６ｗがブリッジ接続によって形成されている。以下、これらのＵ相アーム６ｕ、Ｖ相アーム６ｖ、および、Ｗ相アーム６ｗをまとめて各相アーム６と示す。各相アーム６は、それぞれパワースイッチング素子７（例えば、ＩＧＢＴ等）およびダイオード８が並列接続されてなる上アーム９と下アーム１０とが直列接続されて形成される。
【００１６】
インバータ回路３には、プリドライブ回路１２を介してゲートドライブＩＣ（ＧＤＩＣ）１３が接続される。ゲートドライブＩＣ１３は、各パワースイッチング素子７のターンオンおよびターンオフを制御するゲート制御信号をプリドライブ回路１２へ出力する。
【００１７】
図２は、上述したインバータ回路３の各パワースイッチング素子７のうち一のパワースイッチング素子７のゲートＧを駆動するゲート駆動回路１５を示している。
【００１８】
プリドライブ回路１２は、ゲートドライブＩＣ１３のＯＵＴ端子１６から出力されるゲート制御信号に基づき、パワースイッチング素子７のゲートＧをＯＮ・ＯＦＦするための所定の電圧をゲート電圧として出力する。プリドライブ回路１２には、このプリドライブ回路１２を駆動するための電源ＶＣＣおよび車体や筐体等の接地ＧＮＤが接続される。例えば、パワースイッチング素子７がｎチャンネルＩＧＢＴである場合、プリドライブ回路１２は、パワースイッチング素子７をターンオフする際に接地電位をパワースイッチング素子７のゲート電圧として出力する。一方、パワースイッチング素子７をターンオンする際にはパワースイッチング素子７のゲートＧがＯＮする所定の閾値を超える電位、例えば電源ＶＣＣの電位をパワースイッチング素子７のゲート電圧として出力する。ここで、上記ゲート電圧とは、パワースイッチング素子７のゲートＧ−エミッタＥ間に印加される電圧である。以下、パワースイッチング素子７のゲートＧをＯＦＦすることをゲート遮断と称する。
【００１９】
プリドライブ回路１２とパワースイッチング素子７のゲートＧとの間には振動防止等のために第１ゲート抵抗１８が介装される。この第１ゲート抵抗１８は、主に通常のパルス幅変調によるスイッチング時などに用いられるゲート抵抗であって、パワースイッチング素子７のターンオフ時のゲート電圧を瞬時に低下させるとともに、ターンオン時にゲート電圧を瞬時に上昇させることができるように比較的低い抵抗値に設定される。例えば、１〜１０［Ω］程度でもよい。
【００２０】
ゲートドライブＩＣ１３のＰＲ＿ＯＵＴ端子１７とパワースイッチング素子７のゲートＧとの間には、第２ゲート抵抗１９が備えられている。第２ゲート抵抗１９は、ゲート遮断時にパワースイッチング素子７に通電されるコレクタ電流の変化（ｄｉ／ｄｔ）が大きくならないようにするソフト遮断の制御を行う場合に用いるゲート抵抗である。第２ゲート抵抗１９は、第１ゲート抵抗１８よりも高い抵抗値（例えば、１０〜１００［Ω］程度）に設定される。上記ソフト遮断では、パワースイッチング素子７のゲート電圧が、上述した通常のスイッチング時よりもゆっくりと低下されるため、ゲートＧが緩やかに遮断される。
【００２１】
ゲートドライブＩＣ１３は、各種制御処理を行うロジック回路（ＬＯＧＩＣ）２０と、パワースイッチング素子７の短絡を検知するＯＣＰ（Over Current Protection）回路２１とを備えている。
【００２２】
ＯＣＰ回路２１は、上述した各相アーム６の各パワースイッチング素子７の通電電流を個別に監視して、過電流が流れたか否かを判定する。ＯＣＰ回路２１には、ゲートドライブＩＣ１３のＯＣ入力端子２２を介してパワースイッチング素子７のエミッタとＧＮＤ間に直列接続されたシャント抵抗２３の端子電圧が入力される。またＯＣＰ回路２１には、予め短絡電流を検知するための所定の電圧閾値が設定されており、ＯＣＰ回路２１はシャント抵抗２３の端子電圧が所定の電圧閾値に達したか否かを判定する。ＯＣＰ回路２１は、シャント抵抗２３の端子電圧が所定の電圧閾値に達したと判定された場合に過電流が流れたと判定する。そして、過電流が流れたと判定された場合、ＯＣＰ回路２１は、過電流が流れたパワースイッチング素子７の短絡故障の発生を検知して、この検知結果をロジック回路２０へ出力する。なお、上記シャント抵抗２３にはパワースイッチング素子７のエミッタ電流の全てではなく一部が分流されて流れるようになっている。
【００２３】
ロジック回路２０は、プリドライブ回路１２を介してパワースイッチング素子７のターンオンおよびターンオフを制御する。具体的には、ゲートドライブＩＣ１３に設けられたＯＵＴ端子１６を経由してプリドライブ回路１２を制御するためのプリドライブ制御信号を出力する。またロジック回路２０には、パルス幅変調による制御を行うために図示しない電流センサからモータ駆動電流がフィードバックされて入力される。
【００２４】
ロジック回路２０は、プリドライブ回路１２を介さずに直接的にパワースイッチング素子７のゲート遮断する制御を行う。このロジック回路２０による直接的なゲート遮断は上述したソフト遮断であって、ゲートドライブＩＣ１３に設けられたＰＲ＿ＯＵＴ端子１７から所定の電圧を出力することでゲート遮断を行う。このＰＲ＿ＯＵＴ端子１７からの出力は、ソフト遮断を行う際にパワースイッチング素子７をターンオンさせる閾値よりも低い電圧（例えば接地電位）でもよい。ここで、通常のスイッチング制御時のＰＲ＿ＯＵＴ端子１７は、プリドライブ回路１２より出力されるゲート電圧に影響を与えないようにハイインピーダンス状態に設定されている。
【００２５】
ロジック回路２０は、上アーム９と下アーム１０との何れか一方のパワースイッチング素子７（一のパワースイッチング素子）の短絡故障が検知された場合には、短絡保護のために、他方のパワースイッチング素子７（他のパワースイッチング素子）のゲートＧを遮断する処理（ゲート遮断処理）を開始する。
【００２６】
ロジック回路２０は、ゲート遮断処理を開始すると、その途中でゲート抵抗を変更する。これによってゲート抵抗の抵抗値の変更制御処理を実行する。より具体的には、プリドライブ回路１２による第１ゲート抵抗１８を介した通常のゲート遮断から、ゲートドライブＩＣ１３による第２ゲート抵抗１９を介したソフト遮断へと移行させる。
【００２７】
ロジック回路２０に対しては、パワースイッチング素子７に取り付けられた電圧センサ（不図示）がパワースイッチング素子７のエミッタ−コレクタ間の端子電圧（以下、単にコレクタ電圧と称する）を検知し、コレクタ電圧が入力される。ロジック回路２０は、ゲートドライブＩＣ１３に設けられた電圧設定端子２４を介して、ソフト遮断切換電圧を設定することができる。
ソフト遮断切換電圧は、コレクタ電圧の閾値であり、パワースイッチング素子７の耐圧を超えない任意の電圧値が予め設定される。ロジック回路２０は、ゲート遮断処理中に、コレクタ電圧がソフト遮断切換電圧に達した場合、通常のゲート遮断からソフト遮断へと移行させる。なお、ゲート遮断処理を開始した後、プリドライブ回路１２より出力されるゲート電圧が接地電位となったことを検出するとゲート遮断処理は終了される。
【００２８】
ここで、図３は、縦軸をコレクタ電流［Ａ］、横軸をコレクタ電圧［Ｖ］とし、異なるゲート電圧毎のコレクタ電圧に対するコレクタ電流の変化を示す。このグラフによれば、例えば、コレクタ電圧が一定の条件（縦方向の一点鎖線）において、ゲート電圧１８Ｖからゲート電圧１６Ｖへ降圧する場合のコレクタ電流の低下分に対して、ゲート電圧１２Ｖからゲート電圧１０Ｖへ降圧する場合のコレクタ電流の低下分が大きくなっている。つまり、ゲート電圧が高い領域では、ゲート電圧の低下に伴うコレクタ電流の低下分が比較的小さくなり、ゲート電圧が低い領域では、ゲート電圧の低下に伴うコレクタ電流の低下分が大きくなる。
【００２９】
要するに、ゲート遮断処理の初期においては、ゲート電圧が高い領域にあるので、迅速にゲート電圧を低下してもコレクタ電圧の上昇が小さい。ゲート遮断処理の終期では、ゲート電圧が低い領域となるので、ゲート遮断処理の初期と同様な迅速なゲート電圧の低下を行うとコレクタ電圧が大きく上昇してしまう。
【００３０】
そのため、ロジック回路２０は、コレクタ電圧がソフト遮断切換電圧以下の場合は、ゲート電圧を迅速に低下させるべく、比較的低抵抗な第１ゲート抵抗１８をゲート抵抗とした通常のゲート遮断を行う。一方、コレクタ電圧がソフト遮断切換電圧に達した場合は、ゲート電圧をゆっくりと低下させるべく第２ゲート抵抗１９をゲート抵抗としたソフト遮断へと切換えるゲート抵抗の変更制御を行う。
【００３１】
すなわち、上述した第１実施形態によれば、図４に示すように、上アーム９又は下アーム１０の何れか一方のパワースイッチング素子７の過電流（短絡）が検出されると、ロジック回路２０が上アーム９と下アーム１０との何れか他方のパワースイッチング素子７のゲート遮断を行うゲート遮断処理（遮断工程）を開始して、通常時の第１ゲート抵抗１８を用いたゲート遮断を開始するとともにコレクタ電圧とソフト遮断切換電圧とを比較する。この比較の結果、コレクタ電圧がソフト遮断切換電圧に達していない間は、通常時の第１ゲート抵抗１８を用いたゲート遮断を継続し、コレクタ電圧がソフト遮断切換電圧に達した時点で第２ゲート抵抗１９を用いたソフト遮断に切換える。
【００３２】
したがって、一方のパワースイッチング素子７の短絡故障が検知されて、他方のパワースイッチング素子７のゲート遮断処理が実行されている間に、ゲート抵抗の抵抗値が変更可能であるので、コレクタ電圧が上昇した場合には、コレクタ電圧の上昇を抑制する方向にゲート抵抗を変更して、すなわち高い抵抗値の第２ゲート抵抗１９に変更し、コレクタ電流の電流変化を小さくし過電圧が印加されるのを防止することができる。そして、ゲートＧの遮断工程の開始から終了までゲート抵抗を高抵抗値とした場合よりも、ゲート抵抗が高抵抗値とされる時間が短くなるので、速やかにゲート遮断を行うことが可能になり、パワースイッチング素子７の発熱を抑制することができる。これによって、電流耐量や耐圧を小さく設計することができるので、パワースイッチング素子７等が大型化するのを防止しすることができる。
【００３３】
さらに、コレクタ電圧を検知してコレクタ電圧がソフト遮断切換電圧に達したと判定された場合に、コレクタ電圧が上昇したと判定して、通常時の第１ゲート抵抗１８から、コレクタ電圧が高い場合にのみ用いる第２ゲート抵抗１９へと変更して電流変化を抑制することで、サージによるコレクタ電圧の上昇を抑制することができる。また、ゲート抵抗が高抵抗値である第２ゲート抵抗１９とされる時間が短縮されるので、パワースイッチング素子７の発熱が過大になるのを抑制することができる。この結果、パワースイッチング素子７等を大型化することなしに簡単な回路構成で速やかにゲートＧを遮断することができる。
【００３４】
次に、この発明の第２実施形態の短絡保護方法について説明する。上述した第１実施形態では、ゲート遮断処理を開始してコレクタ電圧がソフト遮断切換電圧に達したときに通常のゲート遮断からソフト遮断へと切換えていたが、この第２実施形態は、同様の回路構成において、パワースイッチング素子７の温度に基づいてゲート抵抗の抵抗値を変更する点で相違している。第１実施形態と同一部分に同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３５】
ゲートドライブＩＣ１３には、パワースイッチング素子７の温度を測定する温度センサ（不図示）が接続されている。この温度センサによって、パワースイッチング素子７の温度がロジック回路２０に温度信号として入力される。ロジック回路２０には、上述したソフト遮断切換電圧の代わりに、ゲート抵抗を切換える温度の閾値が予め設定されており、温度センサから温度信号の入力が可能になっている。
【００３６】
図５に示すように、上アーム９と下アーム１０との一方のアームのパワースイッチング素子７の過電流（短絡）がＯＣＰ回路２１によって検出されると、他方のアームのパワースイッチング素子７のゲート遮断処理を開始し、第２ゲート抵抗１９を用いたソフト遮断を実行する。さらに、温度センサによってパワースイッチング素子７の温度が温度閾値に達したか否かを判定する。パワースイッチング素子７の温度は、コレクタ電流の積分値に比例して変動するので、ロジック回路２０は、ゲート遮断処理の開始から終了までの間に温度センサによる測定結果が閾値温度に達したと判定された場合には、高抵抗値である第２ゲート抵抗１９を介したソフト遮断から低抵抗値である第１ゲート抵抗１８を介した通常のゲート遮断へと移行する制御を行う。これにより、コレクタ電流を速やかに減少させることができる。
【００３７】
したがって、第２実施形態によれば、パワースイッチング素子７の温度を検知して、この温度が所定の閾値温度に達した場合に、例えば、パワースイッチング素子７の発熱が大きいと判定して、高抵抗値である第２ゲート抵抗１９から低抵抗値の第１ゲート抵抗１８にゲート抵抗を変更する。これによって、速やかにコレクタ電流を低下させて発熱を抑制することができる。この結果、低抵抗のゲート抵抗一つだけをゲート遮断処理の開始から終了までの間継続して用いる場合と比較して、低抵抗だけを用いる時間が短縮できるのでサージ電圧を抑制することができる。この結果、パワースイッチング素子７等を大型化することを防ぐことができ、簡単な回路構成で速やかにゲートＧを遮断することができる。
【００３８】
尚、上述した各実施形態の短絡保護方法では、パワースイッチング素子７としてＩＧＢＴを用いた回路を一例に説明したが、パワースイッチング素子７であればＩＧＢＴに限られるものではなく、例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳ型のＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）等のスイッチング素子を用いてもよい。ＩＧＢＴに代えてＦＥＴを用いた場合には、上述した実施形態における説明のコレクタ電圧をコレクタ電圧に、コレクタ電流をドレイン電流に読み替えればよい。
【００３９】
また、ｎチャンネルのパワースイッチング素子を一例として説明したが、ｐチャンネルのパワースイッチング素子を用いたインバータ回路に対しても同様に適用可能であり、この場合は上述した各実施形態におけるゲートドライブＩＣから出力するゲート電圧の高／低を反転させればよい。
【００４０】
また、上述した各実施形態では、コレクタ電圧又はパワースイッチング素子７の温度に基づき第１ゲート抵抗１８と第２ゲート抵抗１９とを切換える場合について説明したが、コレクタ電圧とパワースイッチング素子７の温度の両方を用いてゲート抵抗の抵抗値を切換えるようにしてもよい。この場合、例えば、コレクタ電圧がソフト遮断切換電圧に達した場合に、通常のゲート遮断からソフト遮断へ切換えて実行し、パワースイッチング素子７の温度が、所定の閾値温度に達した場合に、ソフト遮断から通常のゲート遮断に切換えて実行するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、上述した第１実施形態では、コレクタ電圧がソフト遮断切換電圧に達した場合に第１ゲート抵抗１８（通常のゲート遮断）から第２ゲート抵抗１９（ソフト遮断）に切り換えて、パワースイッチング素子７の温度が温度閾値に達した場合に第２ゲート抵抗１９から第１ゲート抵抗１８に切り換える場合について説明したが、ソフト遮断と通常のゲート遮断との順序を逆にするようにしてもよい。この場合、パワースイッチング素子７（例えば、ＩＧＢＴなど）の特性によっては、より効果的にパワースイッチング素子７の発熱および過電圧の印加を抑制することができる。
【００４２】
また、上述した第１実施形態ではパワースイッチング素子７のコレクタ電圧に基づきゲート抵抗の抵抗値を変更する場合について説明し、さらに上述した第２実施形態ではパワースイッチング素子７の温度に基づいてゲート抵抗の抵抗値を変更する場合について説明したが、コレクタ電圧やパワースイッチング素子７の温度がそれぞれ時間の経過と共に上昇し、パワースイッチング素子７に流れる短絡電流が予め想定可能であることから、ゲート抵抗を切換える所定の時間を予め設定しておき、ゲート遮断処理の開始から所定時間後にゲート抵抗を切り換えるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
パワースイッチング素子等を大型化すること無しにゲートを遮断することが可能な短絡保護方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００４４】
７  パワースイッチング素子
１８  第１ゲート抵抗
１９  第２ゲート抵抗
２１  ＯＣＰ回路（検知手段）
Ｇ  ゲート
【図１】
2011129263.tif 000003
【図２】
2011129263.tif 000004
【図３】
2011129263.tif 000005
【図４】
2011129263.tif 000006
【図５】
2011129263.tif 000007
【図６】
2011129263.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月15日(2013.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパワースイッチング素子を備える回路の短絡保護方法であって、
前記パワースイッチング素子の短絡を検知する検知手段によって一のパワースイッチング素子の短絡が検知された場合に、前記一のパワースイッチング素子の短絡による短絡電流が通電される他のパワースイッチング素子のゲートを遮断する遮断工程を実行し、
この遮断工程の実行を開始した後に、前記他のパワースイッチング素子のゲート抵抗の抵抗値を変更する、
ことを特徴とする短絡保護方法。
【請求項２】
前記短絡電流が流れる前記他のパワースイッチング素子の端子間電圧を検知して、前記遮断工程の実行を開始した後に前記他のパワースイッチング素子の端子間電圧が予め設定された所定の切換電圧に達した場合に、前記ゲート抵抗の抵抗値を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の短絡保護方法。
【請求項３】
前記他のパワースイッチング素子の温度を検知して、前記遮断工程の実行を開始した後に前記他のパワースイッチング素子の温度が予め設定された所定の温度に達した場合に、前記ゲート抵抗の抵抗値を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の短絡保護方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は以下を採用した。
（１）本発明の一態様は、複数のパワースイッチング素子を備える回路の短絡保護方法であって、前記パワースイッチング素子の短絡を検知する検知手段によって一のパワースイッチング素子の短絡が検知された場合に、前記一のパワースイッチング素子の短絡による短絡電流が通電される他のパワースイッチング素子のゲートを遮断する遮断工程を実行し、この遮断工程の実行を開始した後に、前記他のパワースイッチング素子のゲート抵抗の抵抗値を変更する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
（２）上記（１）に記載の回路の短絡保護方法では、前記短絡電流が流れる前記他のパワースイッチング素子の端子間電圧を検知して、前記遮断工程の実行を開始した後に前記他のパワースイッチング素子の端子間電圧が予め設定された所定の切換電圧に達した場合に、前記ゲート抵抗の抵抗値を変更するようにしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
（３）上記（１）に記載の回路の短絡保護方法では、前記他のパワースイッチング素子の温度を検知して、前記遮断工程の実行を開始した後に前記他のパワースイッチング素子の温度が予め設定された所定の温度に達した場合に、前記ゲート抵抗の抵抗値を変更するようにしてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記（１）に記載の態様によれば、一のパワースイッチング素子の短絡が検知されて、短絡していない他のパワースイッチング素子に印加されるサージ電圧が高くなる場合には、遮断工程の実行を開始した後に、短絡していない方のパワースイッチング素子のゲート抵抗の抵抗値をサージ電圧が抑制される方向に変更して過電圧が印加されるのを防止することができる。これは、ゲートの遮断工程の開始から終了の間を一つの低抵抗値によってサージ電圧を抑制する場合よりも、パワースイッチング素子の発熱を抑制することができる。したがって、電流耐量や耐圧を小さくすることができるため、パワースイッチング素子等を大型化すること無しに、簡単な回路構成で速やかにゲートを遮断することができる効果がある。
【国際調査報告】
2011129263.tif 000009
2011129263.tif 000010